Soutenance de thèse de Clément Raimbault

Clément Raimbault soutient sa thèse de doctorat en Mécanique Numérique et Matériaux le 25 novembre 21

Moussage de polyuréthane en injection sur un milieu poreux 

Clément Raimbault a réalisé sa thèse sour la direction de Patrice Laure, Michel Vincent et Séverine Boyer. Il présentera ses travaux devant le jury suivant :

– Prof. Julien Bruchon, Ecole des Mines de Saint Etienne, SMS, rapporteur

– Prof. Boussad Abbes, UFR Sciences Exactes et Naturelles de Reims, rapporteur

– Prof. Christophe Binetruy, Ecole Centrale de Nantes, examinateur

– Dr. Vincent Ladmiral, ICGM Montpellier, examinateur

– M. François Choquart, Trèves PSI Reims, examinateur

Résumé :

Dans l’industrie automobile, les mousses de polyuréthane sont souvent combinées avec un support poreux pour améliorer les performances d’isolation acoustique et thermique. Les pièces sont fabriquées par un procédé de moulage par injection-réaction avec le milieu poreux positionné au préalable sur une paroi du moule. Un mélange de polyol, d’isocyanate et d’eau est injecté dans la cavité du moule. La réaction entre l’eau et l’isocyanate crée des bulles de dioxyde de carbone. En parallèle, la polymérisation de polyuréthane se produit par la réaction entre le polyol et l’isocyanate. L’expansion de la mousse remplit la cavité et imprègne une partie du support poreux. Le but de ce travail est de développer un modèle macroscopique pour simuler l’influence du milieu poreux sur l’écoulement du mélange dans la cavité, et sur l’évolution de la température et de la pression dans la mousse. La densité de la mousse, la distribution de tailles de bulle et l’imprégnation du milieu poreux sont également étudiées. En premier lieu, les paramètres du moussage sont identifiés avec le dispositif FOAMAT® et des expériences sont réalisées pour mesurer la densité, la porosité et la perméabilité du matériau poreux. Des essais d’injection-moussage sont réalisés dans une géométrie ‘modèle’ de moule carré sans et avec un support poreux sur la paroi inférieure. La distribution de tailles de cellule est identifiée par analyse d’images obtenues au microscope électronique à balayage et par micro-tomographie. La simulation numérique est réalisée avec le logiciel REM3D®. Pour modéliser l’écoulement de la mousse dans le milieu poreux, le modèle de Navier-Stokes-Brinkman est couplé avec le modèle de moussage. Après implémentation du modèle, la version optimisée de REM3D® est utilisée pour vérifier le modèle en comparant avec des résultats expérimentaux. Des corrélations sont réalisées entre la taille des bulles, les champs de densité et de température, la profondeur de pénétration et la perméabilité.

Mots-clés : injection, mousse polyuréthane, poreux, simulation numérique